Conception et réalisation de fonctions millimétriques en technologie BiCMOS 55nm

Design and realization of millimeter wave circuits in advanced BiCMOS 55nm technology

• Auteur / Autrice : Ayssar Serhan
• Direction : Jean-Michel Fournier, Estelle Lauga-Larroze
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Nanoélectronique et nanotechnologie
• Date : Soutenance le 28/09/2015
• Etablissement(s) : Université Grenoble Alpes (ComUE)
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale électronique, électrotechnique, automatique, traitement du signal (Grenoble ; 199.-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Centre de radiofréquences, optique et micro-nanoélectronique des Alpes (2007-....)
• Jury : Président / Présidente : Raymond Quéré
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Philippe Ferrari
• Jury : Rapporteur / Rapporteuse : Éric Tournier, Jean Gaubert

Mots clés

Mots clés contrôlés

MOS complémentaires

Mots clés libres

Bande millimétrique

CMOS et BiCMOS

Détecteur de puissance

Ligne à onde lente

Balun

Amplificateur de puissance

Millimetre wave band

CMOS and BiCMOS

Power detector

Slow wave guideline

Balun

Power amplifier

Résumé

Au cours des dernières années, la faisabilité des émetteurs-récepteurs millimétriques entièrement intégrés a été largement démontrée en technologies silicium CMOS et BiCMOS. Deux axes sont actuellement très porteurs dans ce domaine : (1) l’amélioration des performances à travers des boucles d’asservissement intégrées (ALC : Automatique Level Control), (2) le développement de solutions de caractérisation sur silicium des composants millimétriques (BIT : Built In Test). L’objectif principal de cette thèse est de développer les blocsde base (détecteurs de puissance et baluns) pour répondre aux besoins actuels des applications ALC et BIT. Les circuits réalisés combinent l’avantage de composants actifs de la technologie BiCMOS 55 nm, de STMicroelectronics, avec l’avantage des structures passives à ondes lentes développées à l’IMEP-LAHC. Ce travail permet un développement plus rapide et robuste pour la future génération de systèmes millimétriques.

In the past few years, the feasibility of high performance millimeter-wave(mmWave) fully-integrated transceivers has been widely demonstrated in both CMOS andBiCMOS silicon technologies. Nowadays, automatic level control (ALC) solutions and in-situtesting (BIT: Built in Testing) and characterization of mmWave components, constitute themajor research interest in mmWave domain. This work focus on the development of the mainbuilding blocks (power detectors and baluns) that meet the requirement of the today’smmWave ALC and BIT applications. The developed prototypes take advantage of the highperformances transistors offered by the BiCMOS 55 nm technology, from STMicroelectronics, aswell as the high performances of the slow-wave based passive components developed by theIMEP-LAHC laboratory. Several prototypes were developed as a proof of concept for thedesignated applications. This work helps future generation millimeter-wave systems to havefaster development and better robustness.